(57)【要約】【課題】  メインタンクのインク水位を容易に調整しつつインク経路内のインクの脱気インク性を保持する為にヘッド以外の大気開放系を持たず、かつ、産業用印刷装置として１回のインク補給で大量印刷する。【解決手段】  重力方向と同じ向きにインク液滴を噴出するノズルを複数有するインクジェットヘッドと、該ヘッドにインクを供給し脱気されたインクを充填された袋状メインタンクと、袋状メインタンクから前記ヘッドにインクを供給するためのインク供給管路系と、該インク供給管路系の一部に付設された複数のインク開閉弁と該インク供給管路系に延在して配設されたインク補給手段とからなるインクジェット印刷装置において、前記袋状メインタンクにインク水位測定手段と共に袋状メインタンクにインクを補給するためのインク補給手段とヘッドの水位が常に袋状メインタンクの水位より任意位置高くなるよう袋状メインタンクの水位を微調整するための傾斜板を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力方向と同じ向きにインク液滴を噴出するノズルを複数有するインクジェットヘッドと、該ヘッドにインクを供給し脱気されたインクを充填された袋状メインタンクと、該袋状メインタンクから前記ヘッドにインクを供給するためのインク供給管路系と、該インク供給管路系の一部に付設された複数のインク開閉弁と該インク供給管路系に延在して配設されたインク補給手段とからなるインクジェット印刷装置において、
前記袋状メインタンクにインク水位測定手段と共に袋状メインタンクにインクを補給するためのインク補給手段とヘッドの水位が常に袋状メインタンクの水位より任意位置高くなるよう袋状メインタンクの水位を微調整するための傾斜板を設けたことを特徴とするインクジェット印刷装置。
【請求項２】
請求項１のインクジェット印刷装置において、印字する時のヘッドのインク水位をメインタンクのインク水位より１０ｍｍから３０ｍｍ上に保持することを特徴とするインクジェット印刷装置。
【請求項３】
袋状メインタンクの容量を少なくとも３００ｃｃから１リットルの大容量としたことを特徴とする請求項１記載の産業用インクジェット印刷装置。
【請求項４】
袋状メインタンクへのインク補給手段は、着脱自在の補給タンクと袋状メインタンクと補給タンクを繋ぐインク補給用パイプとインク供給を開閉できる電磁弁とからなる請求項１記載のインクジェット印刷装置。
【請求項５】
袋状メインタンクのインク水位測定手段は、メインタンクの上面部に担持され一端を係止された可動薄板と該可動薄板に付設された水位センサ仕切り板と上限、下限水位センサとからなる請求項１記載のインクジェット印刷装置。
【請求項６】
袋状メインタンクとヘッド間のインク供給管路系内に袋状メインタンクより小さくかつ袋状メインタンクの水位とほぼ同等の水位が確保出来る袋状サブインクタンクを有する請求項１記載のインクジェット印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下向き印刷可能で、且つ一回のインク補給で大量の印刷が可能な産業用インクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印字ヘッドを下向きにしてインク供給路をチューブとした印刷装置がある（例えば、特許文献１参照）。この例では、メインタンクに空気開放部が必要となる。空気開放系を持たないインク経路を達成するためには、インクタンクを袋状にする必要があるが、インクタンクを袋状にし、インクタンク内に空気を入れない印刷装置もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、インクタンクを取替可能にしてインク供給可能にした構成（例えば、特許文献３参照）や、インク室を大気開放してインク水位を測定する方法（例えば、特許文献４参照）も見受けられる。
【０００４】
更に、インク袋にインクを充填し印刷に供する方法も示されている（例えば、特許文献５参照）。大気開放のない袋状のインクタンクを常時取り付けインク補給を別のインク容器で行うためには、インクタンクのインク水位を把握していなければならないが、本参考文献は吸引加圧ポンプで圧力調整している。しかし、ヘッドの微細なインク水位を調整しながら印字やインク補給、あるいはノズル不吐出時の回復の為のパージ操作を考えると、加減圧によりメインタンクを精確に圧力調整することは容易ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３４１８０号公報
【０００６】
【特許文献２】特開平７−１７０４７号公報
【特許文献３】特開平１１−１５７０９８号公報
【特許文献４】特開２００２−１２０３７４号公報
【特許文献５】特開２０００−１４１６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、メインタンクのインク水位を容易に調整しつつインク経路内のインクの脱気インク性を保持する為に、ヘッド以外の大気開放系を持たず、かつ、産業用印刷装置として１回のインク補給で大量の印刷を連続可能に出来るようにすることを目的とする。また、印刷中にメインタンクのインク供給を可能にし、インク供給による印刷の中断を回避する印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、請求項１の発明では重力方向と同じ向きにインク液滴を噴出するノズルを複数有するインクジェットヘッドと、該ヘッドにインクを供給し脱気されたインクを充填された袋状メインタンクと、該袋状メインタンクから前記ヘッドにインクを供給するためのインク供給管路系と、該インク供給管路系の一部に付設された複数のインク開閉弁と該インク供給管路系に延在して配設されたインク補給手段とからなるインクジェット印刷装置において、前記袋状メインタンクにインク水位測定手段と共に袋状メインタンクにインクを補給するためのインク補給手段とヘッドの水位が常に袋状メインタンクの水位より任意位置高くなるよう袋状メインタンクの水位を微調整するための傾斜板を設けた。
【０００９】
また、請求項２の発明では印字する時のヘッドのインク水位をメインタンクのインク水位より１０ｍｍ〜３０ｍｍ上となるように保持した。
【００１０】
更に、請求項３の発明では袋状メインタンクの容量を少なくとも３００ｃｃから１リットルの大容量とした。
【００１１】
更に、請求項４の発明では袋状メインタンクへのインク補給手段を着脱自在の補給タンクと袋状メインタンクと補給タンクを繋ぐインク補給用パイプとインク供給を開閉できる電磁弁とで構成した。
更に、請求項５の発明では袋状メインタンクのインク水位測定手段をメインタンクの上面部に担持され、一端を係止された可動薄板と該可動薄板に付設された水位センサ仕切り板と、上限水位センサと、下限水位センサとで構成した。
【００１２】
更に、請求項６の発明では袋状メインタンクとヘッド間のインク供給管路系内に袋状メインタンクより小さくかつ袋状メインタンクの水位とほぼ同等の水位が確保出来る袋状サブインクタンクを構成した。これは、袋状メインタンクの水位とほぼ同等の水位となる位置に、別の袋状サブインクタンクを設けることにより、可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、重力方向と同じ向きにインク液滴を噴出するノズルを複数有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給し脱気されたインクを充填された袋状メインタンクと、該袋状メインタンクから前記ヘッドにインクを供給するためのインク供給管路系と、該インク供給管路系の一部に付設された複数のインク開閉弁と該インク供給管路系に延在して配設されたインク補給手段とからなるインクジェット印刷装置において、前記袋状メインタンクにインク水位測定手段と共に袋状メインタンクにインクを補給するためのインク補給手段とヘッドの水位が常に袋状メインタンクの水位より任意位置高くなるよう袋状メインタンクの水位を微調整するための傾斜板を設けたので、インクタンクに所定量のインクを残した状態でインクの自動補給が出来かつヘッドの可動範囲内でヘッドからインクが滴り落ちることや、ヘッドのメニスカスが壊れてヘッド内に空気が逆流することがない。
【００１４】
また、印字する時のヘッドのインク水位をメインタンクのインク水位より１０ｍｍから３０ｍｍ上に保持したので、常に印字条件を最適に保つ事が可能となった。
【００１５】
また、袋状メインタンクの容量を少なくとも３００ｃｃから１リットルの大容量としたので、連続印刷が可能となり、産業用の印刷装置として使用することが可能となった。
【００１６】
また、袋状メインタンクへのインク補給手段を着脱自在の補給タンクと袋状メインタンクと補給タンクを繋ぐインク補給用パイプとインク供給を開閉できる電磁弁とで構成いたので、構成が単純なインク補給装置とすることができた。
さらに、袋状メインタンクのインク水位測定手段をメインタンクの上面部に担持され一端を係止された可動薄板と該可動薄板に付設された水位センサ仕切り板と上限、下限水位センサとで構成したのでインク水位測定装置を単純化できた。
【００１７】
さらに、袋状メインタンクとヘッド間のインク供給管路系内に袋状メインタンクより小さくかつ袋状メインタンクの水位とほぼ同等の水位が確保出来る袋状サブインクタンクを構成したので、印刷中でもインク補給タンクからメインタンクへのインク供給が可能となり、インク供給による印刷の中断をすることなく連続して大量印刷が可能な印刷装置を提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を、図１ないし図３を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、インクジェット印刷装置１０を示す概略構成図である。
【００２０】
図１に示す様に、インクジェット印刷装置１０は、下向き印字可能な複数のノズルを有するヘッド１１ａ、１１ｂ、・・・１１ｚと、インク中の異物を除去するフィルタユニット１３とを有し、フィルタユニット１３とヘッド１１とはチューブ１２で接続されている。また、前記フィルタユニット１３は、位置的に一番高い位置に配置されたマニホールドａ（１６）と、複数のチューブ１５で接続されている。また、前記マニホールドａ（１６）は、複数本のチューブ３１に分岐してインクの送容量を稼ぐマニホールドｂ（３２）と接続されている。
【００２１】
さらに、インクジェット印刷装置１０は、ヘッド１１にインク供給するためのメインタンク３９とを有し、インク補給タンク３８と、インク補給タンク３８のインクをメインタンク３９に移送するためのインク補給パイプ４５と、メインタンク３９とマニホールド３２をつなぐインクパイプ４６とを備え、電磁弁ａ（３４）と、電磁弁ｂ（３６）と、電磁弁ｃ（３７）と、メインタンク３９のインク残量を計測するためのメインタンクの上部に載せられた薄板４０と、インクセンサ４３と、そのインクセンサのｏｎ／ｏｆｆ用に前記薄板４０の端部に固定され取り付けられた仕切り板４２とからなる。なお、４４はメインタンクを載せインク水位を微調整出来るようにした傾斜板である。傾斜板４４は、図において右端部を上下に回動出来るが、インク水位を決めた後は固定されている。
また、フィルタユニット１３、マニホールドａ（１６）、及びマニホールドｂ（３２）の上部には、接続したチューブに入った気泡を集め、回収するための気泡抜き１４、１７、３３が取り付けられている。３５と４１は手動用止栓である。
【００２２】
２０（枠内）は、ヘッド１１とチューブａ１２とフィルタユニット１３とチューブｂ１５の一部を重力方向に移動させるための手段を示す。同様に、２１（枠内）は重力方向移動手段２０とマニホールドａ（１６）とチューブｃ（３１）の一部を水平方向に移動させるための手段を示す。
【００２３】
図１において、印刷時には、ヘッド１１が水平方向移動手段２１と重力方向移動手段２０により、印刷のための所定位置に移動できる。印刷中は、手動用止栓３５と電磁弁ａ３４，電磁弁ｂ３６を開放し、電磁弁ｃ３７を閉止する。メインタンクのインクが減って、インク水位の仕切り板４２がインクセンサ４３の下限位置を示したら、電磁弁ａ３４を閉止し電磁弁ｂ３６と電磁弁ｃ３７を開放する。補給用タンク３８は、メインタンク３９より水位が高くなるよう配置されているため、インクが補給タンク３８からメインタンク３９に注入されるようになっている。
【００２４】
また、インクがメインタンクに供給され、インクセンサ４３の上限位置を示したら、電磁弁ｃ３７を閉止すれば、メインタンクへのインク供給は停止できる。印刷を継続する場合は、電磁弁ａ３４を開放すればよい。本３個の電磁弁とインクセンサ信号を制御基板（図面記載なし）にて自動管理すれば、自動インク供給が可能となる。
【００２５】
本例では、メインタンク用に１リットルのアルミ袋にプラスチックコーティングされた物を使用した。本発明で使用する袋状メインタンクは、インクを満杯にすると、横置きでも高さが４０ｍｍ程度になり、インクが５００cc程度の場合で高さが３０ｍｍ、インク量が１００ｃｃに減った場合で高さが７ｍｍ位に変化するのでメインタンクの高さに応じてインクセンサ４３のｏｎ／ｏｆｆ位置を設定することが出来る。すなわち、本発明に使用する袋状インクタンクは、インク内容量の増減により高さが適宜変化するよう、適度な厚みを有する寸法のものを使用する。
【００２６】
本装置は、メインタンクのインク水位が容易に確認出来ない。そこで以下にメインタンクのインク水位の確認方法とインク水位設定方法について説明する。
【００２７】
図２は、メインタンク３９のインク水位を説明するために模擬的にＵ字管を立てたものである。Ｕ字管の代わりに圧力計（マノメータ）を取付けても水位は測定できる。インク供給パイプ４６の途中から（実際には、気泡が入らなければどの位置のパイプ、チューブからＵ字管を立てても同じとなる）Ｕ字管５０を立てるとＵ字管の中にインク液柱が発生し水位を測定することが出来る。
【００２８】
いま、印刷位置にあるヘッドを水位ゼロ位置と定め、インク水位量を測定すると、図３に示したようにメインタンク３９のインク残量により水位が変化すること、またインク残量が増えるときとインク残量が減るときでは同じ水位にならないことが分かる。これは、メインタンクの袋の剛性のため、補給用タンク３８からメインタンクにインクが供給されるときにはメインタンクはインクを押し出そうとするため水位が高くなり、逆にインクが放出される時にはインクを吸い戻そうとするためインク水位が下がるからである。
【００２９】
インクタンクの水位は、過去の試行から、印刷時のヘッドの水位よりも、−１０ｍｍ〜−３０ｍｍにあるときが印字性が良好であることが分かっている。
【００３０】
ここで、メインタンクのインク水位を決定する因子には、メインタンク内のインク残量と、インクが供給されているか／放出されているか、それからメインタンクの供給口を上にして傾けるか／供給口が下になるよう傾けるべきか、さらに、メインタンクの上に載せられる薄板４０の重量が有る。
【００３１】
本実施形態では、最初に傾斜板４４によりメインタンクはやや供給口を下がりぎみに傾斜させ、メインタンクに載せる薄板は、５０〜１００ｇｒ程度に抑え、メインタンク３９のインク残量を約４００ｇｒとして、インク水位が−３０ｍｍとなるメインタンクの取付け位置を見付けた。その後、インク水位が−１０ｍｍとなる時のメインタンクのインク残量を求めた。また、インク残量の上限と下限の差が１回で供給出来るインク補給量であり、かつ連続印刷可能インク量となる。
【００３２】
本装置では、３００ｇｒが連続印刷可能インク量であるが、メインタンクの袋の大きさや袋の傾斜角を変えれば連続印刷可能インク量を増やすことは容易に可能である。
【００３３】
上記のように、メインタンクの残インク量とインク水位、及び薄板４０の上端部に固定された仕切り板４２とインクセンサ４３の位置関係を事前にデータとして準備しておき、そのデータを使用することで、仕切り板４２の位置だけでインク残量とメインタンクのインク水位が算定出来る。
【００３４】
また、別の実施例として、メインタンクにインクを補給しながら印刷を継続する方法について説明する。
マニホールドｂ（３２）の位置にメインタンクより小形の袋状インクタンク（これをサブインクタンクと呼ぶ）を取付け、このサブインクタンクの水位を取付け位置高さを考慮したメインタンクの水位に合わせる。
印刷途中でメインタンク３９の水位が下限に近づいた時には、電磁弁ａ３４を閉じて印刷を継続し、電磁弁ｂ３６と電磁弁ｃ３７を開いてインク補給タンク３８からメインタンク３９にインクを供給する。メインタンクのインクが満杯になれば、電磁弁ｃ３７を閉じ、次に電磁弁ａ３４と電磁弁ｂ３６を開放すれば、メインタンクからサブインクタンクへ印刷で消失したインクを補給しかつ印刷用のインクをヘッドに継続して供給することが出来る。
本実施例の構成の場合、インク供給は、通常１分から３分以内で終るので、サブインクタンクのインク量は３分間のインク量を補償出来る容量であれば良い。本実施例では、１００ｃｃのインク袋で構成可能である。
なお、本発明は本実施例に限定されるものではなく、インクタンクの容量やインクジェットヘッドとの水頭差に応じて適宜傾斜板の傾斜を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】インクジェット印刷装置の構成図である。
【図２】インクタンクのインク水位を説明するための模擬図である。
【図３】インク水位グラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０はインクジェット印刷装置、１１は下向きヘッド、３４は電磁弁ａ、３６は電磁弁ｂ、３７は電磁弁ｃ、３８はインク補給タンク、３９はメインタンク，４０は薄板、４２は仕切り板、４３はインクセンサ、４４は傾斜板、４５はインク補給パイプ、４６はインクパイプである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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